(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｖｆ以下の電源でＬＥＤ素子の駆動を可能とし、ＬＥＤ駆動回路の小面積化を図る。【解決手段】（ａ）のように、電池１のプラス側を白色ＬＥＤ２のアノードと電気的に接続し、電池２のマイナス側を白色ＬＥＤ２のカソードと接続する。この状態を第１の状態とする。（ｂ）のように、電池１のプラス側を白色ＬＥＤ２のカソードと電気的に接続し、電池１のマイナス側を白色ＬＥＤ２のアノードと電気的に接続する。これを第２の状態とする。かかる第１の状態と第２の状態を交互に高速（１ＭＨｚ以上のスイッチング周波数）で繰り返すことによって、昇圧回路を用いなくてもＶｆ以下の電圧の電池１で白色ＬＥＤ２を発光させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードと、
前記発光ダイオードのアノードとカソードの間に前記発光ダイオードのしきい値電圧以下の交流電圧を印加する電源回路を備えることを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
【請求項２】
前記電源回路は直流電源と、
第１の状態において前記直流電源のプラス端子を前記発光ダイオードのカソードに接続すると共に、前記直流電源のマイナス端子を前記発光ダイオードのアノードに接続し、
第２の状態において前記直流電源のプラス端子を前記発光ダイオードのアノードに接続すると共に、前記直流電源のマイナス端子を前記発光ダイオードのカソードに接続するスイッチング回路を備えることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項３】
前記スイッチング回路のスイッチング周波数は１ＭＨｚ以上であることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項４】
前記発光ダイオードは白色発光ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のＬＥＤ駆動回路。
【請求項５】
前記直流電源はリチウムイオン電池であることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のＬＥＤ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ駆動回路に関し、特に、スイッチング回路を備えたＬＥＤ駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯器機や携帯端末器機の表示部には小型、軽量、省電力の観点から大部分が液晶型の表示装置が使われており、安価なものでは反射型の液晶表示を使用している。しかし、最近は表示部の背面に照明を設けたものが多く使用されている。特に、そのバックライトには白色ＬＥＤが多く用いられている。
【０００３】
ここで、従来の白色ＬＥＤを照明するためのＬＥＤ駆動回路について図４を参照して説明する。図４において、従来のＬＥＤ駆動回路は、少なくともリチウムイオン電池などの電池１００と、昇圧回路１０１と、白色ＬＥＤ１０２とを備える。また、図示はしないがその他にも、ＬＥＤに流れる電流値を一定に制御する定電流回路や、保護抵抗なども備えているとする。
【０００４】
電池１００としてリチウムイオン電池を用いた場合を説明すると、リチウムイオン電池の電圧は、残容量に応じて変動し、４．２〜３．０ボルト程度である。また、白色ＬＥＤ１０２の発光に必要な電圧は、３．３〜４．０ボルト程度（しきい値電圧、Ｖｆと称す）である（一般的なＧａＮ系の白色ＬＥＤの場合）。
【０００５】
この場合、リチウムイオン電池の電圧は、使用に応じて減少していくため、電圧が白色ＬＥＤ１０２のＶｆよりも高い場合と低い場合とが生じうる。電池１００の電圧がＶｆよりも高い場合には、昇圧回路１０１がなくても白色ＬＥＤ１０２は発光する。
【０００６】
しかし、電池１００の電圧がＶｆよりも低い場合には、図４に示すようにチャージポンプ回路等の昇圧回路１０１が必要となる。
【０００７】
関連する技術文献としては、以下の特許文献が挙げられる。
【特許文献１】特許３２８４１２８号公報
【特許文献２】特開２００５−１１８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、昇圧回路では大容量のコンデンサが用いられるなど、上述した従来のＬＥＤ駆動回路では、ＩＣチップ内におけるチャージポンプ等の昇圧回路１０１が占める面積が大きく、昇圧回路の小面積化が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その主な特徴は以下のとおりである。すなわち、本発明のＬＥＤ駆動回路は発光ダイオードと、前記発光ダイオードのアノードとカソードの間に前記発光ダイオードのしきい値電圧以下の交流電圧を印加する電源回路を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のＬＥＤ駆動回路において、前記電流回路は直流電源と、第１の状態において前記直流電源のプラス端子を前記発光ダイオードのカソードに接続すると共に、前記直流電源のマイナス端子を前記発光ダイオードのアノードに接続し、第２の状態において前記直流電源のプラス端子を前記発光ダイオードのアノードに接続すると共に、前記直流電源のマイナス端子を前記発光ダイオードのカソードに接続するスイッチング回路を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るＬＥＤ駆動回路によれば、電池などの電源電圧がＬＥＤのしきい値電圧（Ｖｆ）以下であったとしても、従来必要であった昇圧回路を要せず、ＬＥＤを駆動（発光）させることができる。昇圧回路を要しないので、ＩＣチップ面積の小型化を図ることができると共にコストを低く抑え得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。まず、本発明に係るＬＥＤ駆動回路の概要について図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１３】
なお、本実施形態で説明する白色ＬＥＤを十分発光させる電圧（しきい値電圧：Ｖｆ）を３．６ボルトとする。また、電池１の電圧をＶｆ以下の電圧、例えば２ボルトとする。
また、図示はしないが、必要に応じてＬＥＤに流れる電流値を一定に制御する定電流回路や、保護抵抗などを配置して構成しても良い。
【００１４】
図１（ａ）は本発明のＬＥＤ駆動回路の第１の状態を示す概略図である。リチウムイオン電池などの電池１のプラス側を白色ＬＥＤ２のアノードに接続すると共に、電池１のマイナス側を白色ＬＥＤ２のカソードに接続する。ここで、電池１が白色ＬＥＤ２を発光させる十分な電圧（例えば４ボルト）を有していた場合には、白色ＬＥＤ２は発光するが、十分な電圧がない場合（電池１の電圧がＶｆ以下の場合）には白色ＬＥＤ２は発光しない。
【００１５】
また、図１（ｂ）は本発明のＬＥＤ駆動回路の第２の状態を示す概略図である。図１（ｂ）に示すように、電池１のプラス側を白色ＬＥＤのカソードに接続すると共に、電池１のマイナス側を白色ＬＥＤのアノードに接続する。この場合、白色ＬＥＤ２には逆バイアスがかかっているため白色ＬＥＤは発光しない。
【００１６】
ここで、上述したそれぞれの状態単独で白色ＬＥＤ２は発光しないが、上述した第１の状態と第２の状態を交互に高速で繰り返すことによって、電池１の電圧が白色ＬＥＤ２を発光させる電圧（Ｖｆ：３．６ボルト）を有していなくても（例えば２ボルト）、白色ＬＥＤ２を発光させることができる。第１の状態と第２の状態を交互に高速で繰り返すことによって、昇圧回路と同様の効果を得ていると考えられる。なお、白色ＬＥＤ２を十分発光させるため、第１の状態と第２の状態を交互に繰り返すスイッチング周波数はおよそ１ＭＨｚ以上、好ましくは十数ＭＨｚ以上で発光させることができることを、実験により確認した。
【００１７】
従って、図２に示すように、電池１と白色ＬＥＤ２の間に上述した第１の状態と第２の状態を交互に繰り返すことを可能とするスイッチング回路３を配置することで、従来必要であった昇圧回路を用いないＬＥＤ駆動回路でも、白色ＬＥＤ２をＶＦ以下の電圧の電池１で発光させることができる。
【００１８】
図３は本発明のＬＥＤ駆動回路の一例を具体的に示したものである。図３に示すように、本実施形態のＬＥＤ駆動回路は、電池１と白色ＬＥＤ２とスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４とで構成され、電池１のプラス側と白色ＬＥＤ２のアノードとがスイッチング素子ＳＷ１を介して接続され、電池１のプラス側と白色ＬＥＤのカソードとがスイッチング素子ＳＷ４を介して接続され、電池１のマイナス側と白色ＬＥＤのアノードとがスイッチング素子ＳＷ２を介して接続され、電池１のマイナス側と白色ＬＥＤ２のカソードとがスイッチング素子ＳＷ３を介して接続されている。
【００１９】
図３（ａ）は本発明のＬＥＤ駆動回路の第１の状態を示している。この場合、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３がオンし、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ４がオフすることで、電池１のプラス側が白色ＬＥＤ２のアノードと電気的に接続され、電池２のマイナス側が白色ＬＥＤ２のカソードと接続される。この場合、白色ＬＥＤ２には順バイアスがかかっている。
【００２０】
また、図３（ｂ）は本発明のＬＥＤ２駆動回路の第２の状態を示している。この場合、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ４がオンし、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３がオフすることで、電池１のプラス側が白色ＬＥＤ２のカソードを電気的に接続され、電池１のマイナス側が白色ＬＥＤ２のアノードと電気的に接続する。この場合、白色ＬＥＤ２には逆バイアスがかかっている。
【００２１】
かかる第１の状態と第２の状態を交互に高速で繰り返すことによってＶｆ（例えば、３．６ボルト）以下の電圧（例えば、２ボルト）の電池１で白色ＬＥＤ２を発光させることができる。ここで、第１の状態と第２の状態を交互に繰り返すスイッチング周波数はおよそ１ＭＨｚ以上、好ましくは十数ＭＨｚ以上で発光させることができることを、実験により確認した。
【００２２】
なお、本実施形態では、本発明のＬＥＤ駆動回路を白色ＬＥＤ２に適用したものについて説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤなどの発光ダイオードにも当然に適用することができる。また、本発明のＬＥＤ駆動回路は発光ダイオードでなくとも、ダイオードなどの整流素子を用いた回路に応用することが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のＬＥＤ駆動回路を説明する回路図である。
【図２】本発明のＬＥＤ駆動回路を説明する回路図である。
【図３】本発明のＬＥＤ駆動回路を説明する回路図である。
【図４】従来のＬＥＤ駆動回路を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  電池    ２  白色ＬＥＤ    ３  スイッチング回路
１００  電池    １０１  昇圧回路    １０２  白色ＬＥＤ
ＳＷ１  第１のスイッチング素子    ＳＷ２  第２のスイッチング素子
ＳＷ３  第３のスイッチング素子    ＳＷ４  第４のスイッチング素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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